要旨: 確かな分子診断技術は.個別化治療の基礎であり.前提条件である。 悪性腫瘍患者の個別化治療と効果.予後との関係が注目されています。 分子診断技術は.悪性腫瘍のリスク評価.早期診断.分子タイピング.腫瘍の生物学的挙動の予測.予後評価.薬剤スクリーニング.効果モニタリングなどの研究および臨床応用において大きな利点を発揮している。 大腸がん治療において.分子診断技術によって患者ごとに最適な抗腫瘍剤を選択することは.治療効果の向上.副作用の軽減.経済的負担の軽減のために必要な道筋となっています。 大腸がんは.消化器系の腫瘍の中で2番目に多い悪性腫瘍である。 最も多い部位は直腸および直腸とS状結腸の接合部で.60％を占めます。 発症率は年齢とともに上昇し.40歳から始まり.60歳から75歳でピークに達します。 大腸がんは.地理的な分布が明確で.家族遺伝的な要因もあります。 北米や西ヨーロッパで発生率が高く.米国では大腸がんは全がんの中で2番目に高い死因を占めています。 データによると.大腸がんは中国の腫瘍発生率ランキングで第3位に躍り出ており.都市化や高齢化の進展に伴い.中国の大腸がん発生率は今後も上昇すると予想され.大腸がんの予防・管理状況は非常に深刻な状況となっています。 近年.腫瘍患者の個別化治療と有効性・予後との関係が広く注目され.臨床腫瘍医の間で注目されているように.大腸がんの個別化治療がますますホットスポットになっており.個別化治療実現のための前提条件として.特定の分子診断技術の適用が挙げられています。 現在.分子診断技術は.悪性腫瘍の早期診断.分子タイピング.生物学的挙動.予後.薬剤スクリーニング.効果モニタリングなど様々な局面で広く利用されている。大腸がんの個別化診断・治療に関する研究は比較的成熟しているが.まだまだ積極的に検討する必要があると思われる。 分子診断技術とは.疾患関連遺伝子やその産物を直接モニタリングして.疾患の発生・進展のメカニズムを分子レベルで探索し.腫瘍患者の遺伝物質の構造や発現レベル.エピジェネティック情報.抗腫瘍薬の代謝に関わる遺伝子の構造や発現状態などの情報を提供する技術である。 これにより.疾病の予防や診断.有効性の評価や予後に関する重要な情報や判断の根拠を得ることができます。予測医学における現代の分子診断学の誕生は.1978年にさかのぼる。 中国系アメリカ人の著名な科学者であるKanら[1]は.液相DNA分子混成法を応用して初めて鎌状赤血球症の遺伝子診断に成功し.臨床検査・診断における分子遺伝子診断の時代の幕開けとなった。 分子遺伝学的診断技術の絶え間ない改良と成熟に伴い.分子遺伝学的診断の分野と応用は拡大している。 特に.1980年代半ばのPCR（ポリメラーゼ連鎖反応）技術の導入.1990年代初頭のヒトゲノム・プロジェクトの発足は.分子遺伝学的診断技術の発展をさらに促進させた。 遺伝子検査技術や遺伝子解析ツールの急速な発展に伴い.分子診断技術は.特に遺伝性疾患や腫瘍の診断において革新を続けている。 現在.より成熟した分子検査技術として.遺伝子チップ.蛍光in situハイブリダイゼーション.RNAブロッティング.タンパク質マイクロアレイ.タンパク質ブロッティング.フローサイトメトリーなどがある[2]。 現在.分子診断技術を用いた基礎研究・臨床研究に用いられている主なマーカーは.1 DNAレベルのマーカー：遺伝子変異.一塩基多型.DNAコピー数変化.染色体異常.メチル化異常.2 RNAレベルのマーカー：転写因子.マイクロRNAの発現.3 RNAの発現量.4 RNAの発現量.5 RNAの発現量.6 RNAの発現量.7 RNAの発現量です。 レベル.タンパク質レベルでの3つのマーカーとシグネチャー.成長因子.細胞表面受容体.タンパク質のリン酸化状態.腫瘍細胞が血清中に放出するペプチドなどである[2]。 腫瘍組織における遺伝子変異.mRNA発現レベル.ジェノタイピングなどのパラメーターをモニタリングすることで.個別化された臨床治療.薬物治療の効率化.薬物の有害な副作用の低減などの科学的根拠を得ることができます。 現在.様々な分子レベルの検査プロトコールが.腫瘍の個別化治療のための臨床ガイドラインに取り入れられています。 個別化治療の概念と意義 個別化治療とは.患者さん一人ひとりの情報をもとに治療計画を立てることで.通常は遺伝子の構成や発現の違いから治療効果や毒性の副作用を評価し.それぞれの患者さんに最も適した薬物治療を提供することです[3]。 皇帝の『内経』には.「同じ病気には違う治療を.違う病気には同じ治療を」という中国医学の理論に基づくエビデンスに基づいた治療の考え方が全面的に反映されています。 治療のターゲティングを向上させ.経験やガイドラインに従った薬剤の効果的な使用による有効な薬剤選択の遅れから患者さんを守り.化学療法剤の身体への副作用を軽減・回避し.患者さんの心理的・経済的負担を軽減して.患者さんを最大限に活かすことを目的としています。 また.腫瘍患者の治療は.生存期間の延長を目的として行われることもあります。 近年.腫瘍患者の個別化治療の研究・模索が腫瘍内科医の焦点となっており.完璧な分子診断技術は個別化治療の基礎であり前提条件となるものである。 分子診断技術は.大腸がんの発症リスクが高い患者の予測や早期診断に用いることができます。 分子診断技術は.特定の遺伝子の変化を検出することにより.関連腫瘍の発症リスクが高い人.特に腫瘍の家族歴を持つ人を予測したり.陰湿な初期腫瘍の患者を早期に発見し有効な介入を適時に行うことにより.治癒率を大幅に改善し死亡率も減少させることが可能です。 早期の腫瘍を早期に発見することで.治癒率を大幅に向上させ.死亡率を低下させることができます。 現在の研究では.大腸がん患者さんの約1/4のご家族にがんの家族歴があり.その半数は消化器系の腫瘍であることもわかっています。 2008年には.マイクロサテライトの不安定性を検出する研究が行われ.MLH1（49%）.MSH2（38%）.MSH6（38%）が検出されました。 2008年に500人の大腸がん患者を対象に.マイクロサテライト不安定性と4つのミスマッチ修復タンパク質であるMLH1（38%）.MSH6（9%）.PMS2（2%）の発現を測定することによりリンチ症候群（遺伝性部位特異的大腸がん）をスクリーニングした結果.この二つの方法はそれぞれ100%と94%リンチ症候群のスクリーニングに有効であると示されました[4]。 )腫瘍学の臨床実践ガイドラインでは.新たに大腸がんと診断された患者のリンチ症候群のスクリーニングにこの診断法を用いることが推奨されており.新たに診断された大腸がん患者35人に1人がリンチ症候群を発見しているとされています。 したがって.特定の分子診断技術を適用することで.対応する腫瘍や二次原発のリスクが高い人を早期に特定し.タイムリーで効果的な介入を行うことができ.がんの発生率と死亡率を大幅に低減することができます。 3.2 大腸がんの分子病期診断 従来の顕微鏡下での腫瘍細胞の形態学的特徴に基づく腫瘍病期診断と比較して.腫瘍の分子 レベルでの解析をより繊細かつ正確に行い.腫瘍の生物学的挙動と患者の予後をより正確に評価し.最終的に臨床の個別化治療 に導くことができる点が.分子診断技術による腫瘍病期診断と大きく異なる点です。 現在.臨床で一般的に用いられている腫瘍の解剖学的構造に基づくTNM病期分類では.組織の不均一性を十分に分類できず.患者の予後を正確に判断することができないため.大腸がんの分子病期分類が必要となっているのです。 N. Jewel Samadder ら [5] (Department of Gastroenterology, University of Utah Cancer Institute, Salt Lake City, Utah, USA) は.大腸がん患者の臨床病理学的特徴と先行研究による大腸がんの分子病期との相関を検証し.現在提案している分子病期が大腸がんの TNM 病期と生存率の決定に役割を果たすことができるとしましたが.これらの結果を検証するために.さらに臨床データ が必要だとも指摘しています。 これらの知見を検証するためには.より多くの臨床データが必要です。 3.3 大腸の腫瘍マーカー 大腸がんの診断・管理で最も確立された分子診断技術は.血清 CEA の検出と大腸がん組織が産生する 糖タンパクである CA199 であり.患者の免疫反応を惹起する抗原として.内胚葉由来の消化器がん に広く認められるが.悪性度の特異マーカーではなく.二次診断的価値しかない。 CA199は.細胞膜上の糖脂質であるムチン型糖タンパク腫瘍マーカーで.マウスモノクローナル抗体116NS19-9に認識されることから名付けられ.膵臓がんだけでなく.循環器系に存在する消化器系腫瘍に対してもこれまでに報告された中で最も感度の高いマーカーである。 CA199 と組み合わせた CEA は腫瘍の存在の可能性を反映し.大腸癌の効果判定.病勢進行.モニタリング.予後推定に優れた腫瘍マーカーであるが.特異性は強くなく.感度も高くなく.腫瘍の早期診断における役割は明らかでない。 分子診断技術の研究が進む中.シアリル化スフィンゴ糖脂質抗原CA242も大腸がんに対して60%〜72%の感度を持ち.臨床に応用される新しい腫瘍マーカーとなっています。 3.4 大腸がん治療の指針として 化学療法は.大腸がん治療において最も重要な治療法の一つであることに変わりはない。 がん化学療法の目標は.個別の治療レジメンによって有効性を向上させ.毒性作用を軽減することです。 個人のゲノムの違いや腫瘍の不均一性により.同じ臨床病理学的特徴を持つ異なる個人が.同じ化学療法剤または化学療法レジメンに対して異なる反応を示す可能性があります。 再発した患者さんでは.経験的投与による効果は10-30%に過ぎません。Tabernero博士[6]らは.ステージI-IVの大腸がん患者188人を対象に遺伝子発現データを行い 大腸がん発生の分子ステージングのための分類システム。 彼らは.大腸がんの3つの主要な固有サブタイプ（A.B.C）を特定しました。 続いて.II期またはIII期の腫瘍543検体が分類システムの検証のために対象となった。 このうち.サブタイプAは21.5%.サブタイプBは62.0%.サブタイプCは16.5%でした。サブタイプCの腫瘍患者は予後が悪い傾向があり.フルオロウラシル（5-FU）による術後補助化学療法が有効でない間葉系の遺伝子発現表現型クラスでした。 サブタイプAまたはBの腫瘍を持つ患者は臨床予後が良く.増殖性で上皮細胞表現型が高く.5-FUによる補助化学療法が有効である。 これらのサブタイプは臨床的に重要な意味を持つ可能性があり.その違いは生物学的および臨床的転帰にあるため.異なる治療戦略が必要とされるのです。 セツキシマブは.EGFRに結合して阻害するヒト-マウスキメラ免疫グロブリン抗体です。もう一つの類似薬であるパニツムマブは.EGFRを阻害する完全ヒト化モノクローナル抗体です。 2009年.NCCNと米国臨床腫瘍学会は.すべての進行転移性大腸がん患者に対し.治療前にKRAS遺伝子の状態を検査し.抗EGFR薬として野生型KRAS遺伝子を選択すべきであると勧告しました。 抗EGFR標的薬物療法を選択するための分子マーカーとしてのKRAS遺伝子[7]。 また.VEGF.EGFR.mTOR.HER2経路阻害剤の有効耐量は.重畳する毒性または未知の毒性により.現在定義することがより困難であるとされています。 原発性および二次性腫瘍の生物学的予測マーカーや耐性メカニズムを解明してこそ.標的治療が最も有効な患者を選択することができるのです。 したがって.腫瘍患者に対する個別化治療の実現には.有効な分子標的の検出が不可欠であり.これにより有効性が向上し.特定の薬剤が無効な患者に対する薬剤の盲目的使用による副作用や経済的負担を軽減することができるのです。 3.5 大腸がん患者の予後 Siemens らによる症例対照研究では.原発性大腸がん患者 94 例を実験群（n=47；肝転移あり.M1）と対照群（n=47；遠隔転移なし.M0）に分け.群内の患者を対象に 腫瘍組織におけるmiR-34aおよびmiR-34b/cプロモーターCpGアイランドのメチル化レベル.miR-34aおよびmiR-34aターゲット（c-MET.Snail.β-catenin）の発現レベルを測定した。 その結果.miR-34a のメチル化（P=0.014）.c-MET（P=0.031）.β-カテニンの高発現（P=0.058）はいずれも大腸がんの遠隔転移の発生と正の相関を示し.遠隔転移を有する腫瘍組織ではこれら 3 つのマーカーの頻度が異常に高いことが明らかになりました。 このことから.miR-34aのメチル化レベル.c-METおよびβ-カテニンの発現レベルを同時に検出することで.大腸がん患者の遠隔転移の予測因子として利用できる可能性が示唆されました。 4.まとめ 分子診断技術の発展に伴い.大腸がんの診断と治療において大きな進歩があり.大腸がん の個別化治療の指針として大きな利点を示している。 特に.分子標的治療薬は急速に発展していますが.大腸がん治療の薬剤耐性メカニズムについては.まだまだ多くの研究が必要です。 大腸がんの診断と治療には.集学的アプローチの完璧な統合を切望しています。